湿润地区土壤水分对降雨的响应模式研究

为了研究湿润地区降雨—土壤水水文过程，在太湖西侧通过野外坡面试验来研究地表和地下剖面上土壤水分对降雨过程的响应模式。结果表明：坡面上土壤含水率受地形和局部微地形影响显著。雨量较大时，土壤含水率过程线呈现两拐点三阶段(上升、平台和退水期)；雨量较小时呈现单拐点两阶段(上升和退水期)。上升期受前期土壤含水率和土壤特性影响；平台期土壤含水率接近饱和并对雨强大小略有响应，是产流的主要阶段；退水期开始于降雨停止时，但地势高处对低处的补给会使低处退水期开始时间后延。沿坡度方向土壤含水率对降雨的响应过程整体表现出下部饱和度较高并且先出现饱和带，之后饱和带向上部逐渐扩展。垂向土壤含水率响应分为特征不同的三层。浅层对降雨响应明显，不同深度土壤含水率随时间变化过程线形状与降雨过程线相比有一定的平移和延长；中层同时受降雨入渗和地下水位变动影响；深层主要受地下水位变动控制。浅层有优势流现象出现，受土壤结构影响，并受降雨量大小控制。     

浙江东部GPM卫星数据捕捉降水事件要素能力研究与评价

为了系统研究GPM IMERG数据对降水事件要素(降水次数、降水历时、降水事件间隔、平均降水强度和总雨量等)的捕捉能力,选择椒江流域和富春江流域两个典型流域,在事件尺度上,通过与2014～2019年地面站点实测数据对比,评估了GPM数据对各降水事件要素及雨型的捕捉能力。结果表明,GPM IMERG数据在月雨量方面与地面实测数据有着较好的相关性,总体效果较好;但GPM数据对降水历时存在高估现象,对月平均降水强度的监测与地面数据的相关性不好,尤其是台汛期的高雨强降水事件,总体低估了降水事件的平均降水强度;从雨型曲线可看出,GPM IMERG数据较实测数据探测的降水事件存在更大的可变性,对小雨强降水的探测较为敏锐。     

降水径流特征变化对月水量平衡模型模拟精度及参数的影响

为评估水文模型在变化环境下的可靠性,以两参数月水量平衡模型为例,采用Mann-Kendall法分析降水径流资料在MOPEX数据集中美国本土的104个典型流域的一致性,基于可变模糊理论评价降水径流资料一致性对两参数月水量平衡模型模拟精度的影响,并探讨降水径流资料一致性和流域的气候特征对模型参数的影响。结果表明:研究流域中,92.31%流域的降水或径流资料的一致性遭到破坏;通过可变模糊集评价模型模拟效果,发现降水、径流趋势变化均会削弱水文模型的模拟能力,其中降水一致性破坏是水文模型模拟能力减弱的主要原因,并且该方法能够准确地识别影响模拟能力的次要因素;模型参数C和参数SC均随着流域多年平均径流系数增大而增大,参数C反映了流域的湿润程度,参数SC表征了流域的调蓄能力。研究成果可为防洪、抗旱、水资源规划和管理提供技术支撑。     

水量调度对镇江内江水质和含沙量的影响分析

以镇江内江为例,针对滨江水体自长江引水过程中,由于长江水量、沙量时空分布不均所引起的水量-水质-泥沙不平衡问题,提出了实现水质改善、控制悬沙浓度,减少泥沙淤积三重目标的调度模式;在确定内江水量-水质-泥沙平衡关系的基础上,研究了维持三者平衡的调度方式,并对调度效果进行了预测分析,模拟计算结果表明：枯季低水位条件下,要保证内江水质、悬沙浓度同时达标,内江一次性换水率R约在50%~70%之间;洪季水位增加,换水率要求降至25%~40%;调度区间的划分、调度方式的确定与长江水位条件及引航道进水能力密切相关,洪季长江水位较高,节制闸开启后可直接满足换水量要求,调度方式为自引,而枯季长江水位较低,需通过泵站引水达到引水量要求;调度后,内江水质达到Ⅲ类水标准,全年平均悬浮物浓度由现状70mg.L^-1降至22 mg.L^-1,内江自长江全年引水量以及内江泥沙淤积量分别比现状条件下削减了90.2%8、6.0%,达到调度预期目标。     

卫星雷达测雨在长江流域的精度分析

针对传统的雨量站点观测方法存在的缺陷,基于TRMM卫星降雨数据较高的时间和空间分辨率,通过TRMM数据与长江流域实测站点数据在时间和空间分布上的对比分析,研究了TRMM数据在长江流域的适用性.结果表明,TRMM数据在长江流域有较高的精度,为分布式水文模型提供了良好的数据支撑.     

基于物理成因的中长期径流预测模型研究

可靠的中长期径流预测对水资源开发等具有重要意义。为此,筛选了影响径流的主要物理因子,引入极端梯度提升(XGBoost)算法构建中长期径流预测模型,通过纳什效率系数评价模型精度,并与多元线性回归模型(LR)、梯度提升决策树模型(GBDT)进行比较。实例应用结果表明,该模型对月径流过程的预测精度较高,训练期和验证期的纳什效率系数均值分别达到了0.9和0.7,且泛化能力优于GBDT模型和LR模型,用于中长期径流预测具有一定的可靠性和稳定性。     

长江中下游区域性极端降水时空变化特征及其与ENSO的关系

极端降水越来越受重视,而现有绝大多数基于降水网格数据的研究忽略了空间一致性.对此,引入考虑空间一致性的连通分量标记法,识别和定义区域性极端降水事件(Region Extreme Precipitation Events,REPE),并利用1970～2020年长江中下游0.5°×0.5°地面降水格点数据,选用线性拟合、M...     

基于投影寻踪的湖泊富营养化程度评价模型

针对湖泊富营养化评价指标的不相容性以及现有方法对等级的分辨率较粗略等问题,基于我国湖泊富营养化评价标准构建了投影指标函数,引入粒子群算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,应用最佳投影方向计算投影值,从而建立了评价湖泊富营养化等级的投影寻踪模型。同时引入混沌变量解决了采用随机生成样本系列的方法确定分段函数端点值存在的困难。实例应用结果表明,基于混沌映射的投影寻踪评价模型以投影值为单指标,采用分段函数的模型形式解决了湖泊富营养化的多指标综合评价问题,且该模型对湖泊富营养化等级的分辨率较高。     

雅鲁藏布江流域GPM和TRMM遥感降水产品精度评估

分析雅鲁藏布江流域降水的时空变化规律，是高原地区水文研究的重要基础。以雅鲁藏布江流域为研究区，基于中国区域地面气象要素数据集，利用平均误差、相关系数、相对偏差、均方根误差等评价指标和误差分析方法，系统评估了GPM与TRMM降水产品数据在不同时空尺度的精度。结果表明，日、月尺度上两个产品数据平均相对误差值均与降水量呈正相关，出现西低东高现象，TRMM在高降水地区平均相对误差值更大，GPM冬季拟合效果不及TRMM产品；两种降水产品的精度在流域不同区域也有明显差异，西部区域TRMM产品数据误差更小；而中东部区域，GPM产品虽然相对偏差更大，但均方根误差更小，数据精度整体更高；另外，GPM对于强降水事件及其降水过程具有更好的监测能力；整体上，两个产品对于产生降雨均有较好的观测能力，GPM、TRMM产品对于连续无雨日的相关性拟合较差，观测精度一般，GPM相对于TRMM产品在雅鲁藏布江流域的提升并不明显。研究成果可为区域水资源管理与水文研究提供依据。     

HEC子模型在降雨径流模拟中的应用研究

介绍了HEC（hydrology Engineering Center)模型包的组成和各子模块的功能。着重探讨了降雨径流子模型HEC—HMS模型的基本结构和松散耦合分布式运行控制方式，以及利用HEC—GEOHMS实现由DEM生成数字流域的运作过程。并以江西修水万家埠流域为例，结合运用2个子模型进行洪水过程模拟。初步模拟结果表明：HEC—HMS模型应用方便，具有较好的适用性。